陳曦
這天,錢多多遇上了一個(gè)令他百思不得其解的難題,這要從他在書上看到的一則故事說起。故事說,有位古人利用一把短尺和一根樹枝,在已知井口直徑的情況下,居然量出了枯井的深度。
“姐姐,你說短尺根本探不到井底,他是怎么量出來的?難道他是憑借一身輕功跳到井里測(cè)量的?”錢多多好奇地問道。
姐姐回答:“當(dāng)然不是!你想知道這其中的奧秘?”
錢多多迫不及待地拜托姐姐揭秘,姐姐不慌不忙地在紙上畫了一條河。
“不是,你畫條河干嗎?我說的故事是測(cè)量井深?!卞X多多顯得有點(diǎn)兒著急。
“你先別急,我給你講完這個(gè)方法,你就能知道測(cè)量井深的秘訣啦?!苯憬阕孕诺卣f。
“好吧!”錢多多看到姐姐又在旁邊放了一把直尺,搶答道,“這是要用直尺測(cè)量河的寬度?”
姐姐拍了拍錢多多的腦袋,說:“不錯(cuò),不錯(cuò),孺子可教也?!?/p>
錢多多說:“那怎么測(cè)呢?找根繩子,從河這頭拉到河那頭,然后再用直尺量一量繩子的長(zhǎng)度?”
姐姐回答:“我還有一種更好的方法。假設(shè)河兩岸兩點(diǎn)為A和B,在岸邊隨機(jī)找一點(diǎn)P,P點(diǎn)和A點(diǎn)連成的線自然會(huì)和河岸有交點(diǎn),如圖上的C點(diǎn)。然后以P點(diǎn)畫一條線和線段CB平行,這條線一定會(huì)和AB的延長(zhǎng)線相交,交點(diǎn)就是T點(diǎn),這樣就有了兩個(gè)三角形。”
錢多多接著說:“我看到了,A、B、C三點(diǎn)連成了一個(gè)三角形,還有一個(gè)三角形由A、T、P三點(diǎn)連成?!?/p>
姐姐問道:“多多,你覺得這兩個(gè)三角形有什么特點(diǎn)?”
錢多多不假思索地回答:“這兩個(gè)三角形看起來很像,只是一個(gè)大一個(gè)小。它們共用一個(gè)角,兩條邊還有共用的部分呢?!?/p>
姐姐拍掌道:“沒錯(cuò),你的感覺是對(duì)的。它們就像雙胞胎,只是大小不同。在幾何上,人們稱它們?yōu)橄嗨迫切?。相似三角形有一個(gè)非常重要的定理——如果兩個(gè)三角形是相似三角形,那么它們的對(duì)應(yīng)邊成比例?!?/p>
錢多多問:“什么叫對(duì)應(yīng)邊成比例?”
姐姐說:“兩個(gè)三角形很像對(duì)吧?你覺得小三角形的邊AB和大三角形的哪條邊很像?”
錢多多回答:“那自然是AT這條邊?!?/p>
姐姐說:“沒錯(cuò),這就是對(duì)應(yīng)的邊。按照這樣的方法,你還能找到其他對(duì)應(yīng)的邊嗎?”
錢多多回答:“這個(gè)不難,我一下就能找出來。AB和AT對(duì)應(yīng),AC和AP對(duì)應(yīng),BC和TP對(duì)應(yīng)?!?/p>
姐姐說:“很好,那接下來就要解釋比例了,這三組對(duì)應(yīng)的邊相除的結(jié)果是相等的。我來考考你,現(xiàn)在有一把直尺,你能測(cè)量并計(jì)算出哪兩條對(duì)應(yīng)邊相除的結(jié)果?”
錢多多不屑地笑了起來,說:“這也太簡(jiǎn)單了,當(dāng)然是在岸上的BC和TP這兩條邊。我知道了, = ?!?/p>
姐姐還沒有回答,錢多多馬上又發(fā)現(xiàn)了問題,說:“不對(duì)啊,姐姐。我們知道了AB和AT的比例,但還是不知道AB的長(zhǎng)度啊,只能測(cè)量出BT的長(zhǎng)度?!?/p>
姐姐回答:“你說得沒錯(cuò)。但是AT=AB+BT對(duì)吧,所以==1+。線段BT可以通過測(cè)量得到,自然就可以算出AB的長(zhǎng)度了。”
姐姐解釋完后,見錢多多一直皺著眉頭低頭不說話,心想這小子是不是沒聽懂,正準(zhǔn)備繼續(xù)補(bǔ)充時(shí),錢多多猛地抬頭,大喊道:“我知道了,我知道古人怎么用短尺測(cè)井深了!”
錢多多一邊在紙上畫了起來,一邊興奮地解釋道:“這和測(cè)量河寬的方法如出一轍!立起直尺,從直尺的頂端看向井底,可以將樹枝放在井口,幫助找到人的視線和井口相交的點(diǎn),這樣就變成了兩個(gè)相似三角形的問題。井口直徑是已知的,線段AQ的長(zhǎng)度也是已知的,線段QM就是樹枝的長(zhǎng)度,可以通過測(cè)量得到。利用姐姐你剛才說的相似三角形定理就能算出井深了。”
錢多多說完就在一旁得意地手舞足蹈,說:“我真是個(gè)天才!”
沒想到,姐姐的一句話令他安靜了下來。
姐姐說:“其實(shí)這里不只這一種相似三角形?!闭f完,姐姐在錢多多的圖上又添了幾筆,說道:“你看,這兩個(gè)三角形,△AQM和△FNM,也是相似三角形?!?/p>
線段MN可以用井口直徑減去線段QM得到,利用公式=,就可以算出井深NF的長(zhǎng)度。
錢多多點(diǎn)頭,說:“對(duì),這樣也能找到相似三角形!我發(fā)現(xiàn)這個(gè)相似三角形真的太有用了,古人也太厲害了吧!”
姐姐大笑起來,說:“別著急,多多,以后你還會(huì)學(xué)到更多有用的數(shù)學(xué)知識(shí),說不定能成為大工程師喲?!?/p>